JP2016160456A - Copper-containing particle, conductor forming composition, method for producing conductor, conductor and device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a copper-containing particle that enables excellent formation of a conductor at a low temperature, a conductor forming composition comprising the copper-containing particle, a method for producing a conductor which can be performed at a low temperature, a conductor which can be produced at a low temperature, and a device comprising the conductor.SOLUTION: A copper-containing particle has a core particle comprising copper, and organic matter present in at least part of the surface of the core particle, where a percentage of copper-containing particles with a major axis length of 50 nm or less is 80% or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、銅含有粒子、導体形成組成物、導体の製造方法、導体及び装置に関する。   The present invention relates to copper-containing particles, a conductor-forming composition, a method for producing a conductor, a conductor, and an apparatus.

金属パターンの形成方法として、銅等の金属粒子を含むインク、ペースト等の導電材料をインクジェット印刷、スクリーン印刷等により基材上に付与する工程と、導電材料を加熱して金属粒子を融着させ、導電性を発現させる導体化工程とを含む、いわゆるプリンテッドエレクトロニクス法が知られている。導電材料に含まれる金属粒子としては、金属の酸化を抑制して保存性を高めるために表面に被覆材としての有機物を付着させたものが知られている。   As a method for forming a metal pattern, a step of applying a conductive material such as ink or paste containing metal particles such as copper onto a substrate by ink jet printing, screen printing, etc., and heating the conductive material to fuse the metal particles In addition, a so-called printed electronics method is known which includes a conductor-forming step for developing conductivity. As the metal particles contained in the conductive material, those in which an organic substance as a coating material is attached to the surface in order to suppress the oxidation of the metal and enhance the storage stability are known.

特許文献1には、低温で融着でき、良好な導電性を発現する有機物で被覆された銅粒子及びその製造方法が記載されている。特許文献1に記載の銅粒子は、シュウ酸銅等の銅前駆体とヒドラジン等の還元性化合物とを混合して複合化合物を得る工程と、前記複合化合物をアルキルアミンの存在下で加熱する工程とを有する方法によって製造されるものである。特許文献1の実施例では、作製した銅粒子を含むインクをアルゴン雰囲気中、60℃/分で300℃まで昇温して30分保持することで導体化を達成している。特許文献2には、特許文献1に記載の方法において、銅前駆体として脂肪酸銅を用いる銅粒子の製造方法が記載されている。特許文献2の実施例には、得られた銅粒子の薄膜が200℃の加熱で導体化したと記載されている。   Patent Document 1 describes a copper particle coated with an organic substance that can be fused at a low temperature and exhibits good conductivity, and a method for producing the same. The copper particles described in Patent Document 1 are obtained by mixing a copper precursor such as copper oxalate and a reducing compound such as hydrazine to obtain a composite compound, and heating the composite compound in the presence of an alkylamine. It is manufactured by the method which has these. In the example of Patent Document 1, the ink containing the produced copper particles is heated to 300 ° C. at 60 ° C./min in an argon atmosphere and held for 30 minutes to achieve the conductorization. Patent Document 2 describes a method for producing copper particles using fatty acid copper as a copper precursor in the method described in Patent Document 1. In the example of Patent Document 2, it is described that the obtained thin film of copper particles was made into a conductor by heating at 200 ° C.

特開2012−72418号公報JP 2012-72418 A 特開2014−148732号公報JP 2014-148732 A

近年、生産効率の向上、使用する基材の種類の多様化等を背景として、より低温(例えば、150℃以下)での金属粒子の融着を可能にする技術の開発が求められている。そこで、特許文献1及び特許文献2に記載されている温度よりも更に低い温度で融着できる金属粒子及びそれを用いた導体化方法の開発が求められている。   In recent years, against the background of improvement in production efficiency and diversification of types of base materials to be used, development of a technology that enables fusion of metal particles at a lower temperature (for example, 150 ° C. or less) has been demanded. Therefore, development of metal particles that can be fused at a temperature lower than the temperatures described in Patent Document 1 and Patent Document 2 and a method for forming a conductor using the metal particles is required.

本発明は上記課題に鑑み、低温での導体化能に優れる銅含有粒子、前記銅含有粒子を含む導体形成組成物、低温で実施可能な導体の製造方法、低温で製造可能な導体、及び前記導体を含む装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention provides a copper-containing particle having excellent conductorization ability at low temperature, a conductor-forming composition containing the copper-containing particle, a method for producing a conductor that can be carried out at low temperature, a conductor that can be produced at low temperature, and the above An object is to provide an apparatus including a conductor.

上記課題を解決するための手段は、以下のとおりである。
<1>銅を含むコア粒子と、前記コア粒子の表面の少なくとも一部に存在する有機物と、を有し、長軸の長さが50nm以下である銅含有粒子の割合が80個%以下である銅含有粒子。
<2>長軸の長さが70nm以上である銅含有粒子の割合が20個%以上である<1>に記載の銅含有粒子。
<3>長軸の長さの平均値が40nm以上である<1>又は<2>のいずれか1項に記載の銅含有粒子。
<4>長軸の長さの平均値が300nm以下である<1>〜<3>のいずれか1項に記載の銅含有粒子。
<5>長軸の長さが5nm〜50nm以下である第一の銅含有粒子の少なくとも1個と、第一の銅含有粒子より長軸が長く、かつ、長軸の長さが30nm〜300nmである第二の銅含有粒子の少なくとも1個と、から形成される複合粒子を含む<1>〜<4>のいずれか1項に記載の銅含有粒子。
<6><1>〜<5>のいずれか1項に記載の銅含有粒子と、分散媒と、を含む導体形成組成物。
<7><6>に記載の導体形成組成物を加熱する工程を有する導体の製造方法。
<8><1>〜<5>のいずれか1項に記載の銅含有粒子が融着した構造を有する導体。
<9><7>に記載の導体を含む装置。
Means for solving the above problems are as follows.
<1> The ratio of copper-containing particles having core particles containing copper and an organic substance present on at least a part of the surface of the core particles and having a major axis length of 50 nm or less is 80% or less. Some copper-containing particles.
<2> The copper-containing particles according to <1>, wherein the ratio of the copper-containing particles having a major axis length of 70 nm or more is 20% or more.
<3> The copper-containing particles according to any one of <1> or <2>, wherein an average value of the lengths of the major axes is 40 nm or more.
<4> The copper-containing particles according to any one of <1> to <3>, wherein an average value of the lengths of the major axes is 300 nm or less.
<5> At least one of the first copper-containing particles having a major axis length of 5 nm to 50 nm or less, the major axis is longer than the first copper-containing particle, and the major axis length is 30 nm to 300 nm. The copper-containing particles according to any one of <1> to <4>, comprising composite particles formed from at least one of the second copper-containing particles.
<6> A conductor-forming composition comprising the copper-containing particles according to any one of <1> to <5> and a dispersion medium.
The manufacturing method of the conductor which has the process of heating the conductor formation composition as described in <7><6>.
<8> A conductor having a structure in which the copper-containing particles according to any one of <1> to <5> are fused.
<9> A device including the conductor according to <7>.

本発明によれば、低温での導体化能に優れる銅含有粒子、前記銅含有粒子を含む導体形成組成物、低温で実施可能な導体の製造方法、低温で製造可能な導体、及び前記導体を含む装置を提供することができる。   According to the present invention, copper-containing particles having excellent conductorization ability at low temperature, a conductor-forming composition containing the copper-containing particles, a method for producing a conductor that can be carried out at low temperature, a conductor that can be produced at low temperature, and the conductor An apparatus can be provided.

以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合、原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本発明を制限するものではない。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not essential unless explicitly specified, unless otherwise clearly considered essential in principle. The same applies to numerical values and ranges thereof, and the present invention is not limited thereto.

本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、本用語に含まれる。また本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。また、本明細書において組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。また、本明細書において組成物中の各成分の粒子径は、組成物中に各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。本明細書において「膜」との語は、平面図として観察したときに、全面に形成されている形状の構成に加え、一部に形成されている形状の構成も包含される。   In this specification, the term “process” is not limited to an independent process, and is included in this term if the purpose of the process is achieved even when it cannot be clearly distinguished from other processes. In the present specification, a numerical range indicated by using “to” indicates a range including the numerical values described before and after “to” as the minimum value and the maximum value, respectively. In addition, in the present specification, the content of each component in the composition is such that when there are a plurality of substances corresponding to each component in the composition, the plurality of substances present in the composition unless otherwise specified. Means the total amount. In the present specification, the particle diameter of each component in the composition is such that when there are a plurality of particles corresponding to each component in the composition, the plurality of particles present in the composition unless otherwise specified. The value for a mixture of In this specification, the term “film” includes not only a configuration of a shape formed on the entire surface but also a configuration of a shape formed on a part when observed as a plan view.

本明細書において「導体化」とは、金属含有粒子を融着させて導体に変化させることをいう。「導体」とは、導電性を有する物体をいい、より具体的には体積抵抗率が300μΩ・cm以下である物体をいう。「個%」は、個数基準の割合(百分率)を意味する。   In the present specification, “conducting” means that metal-containing particles are fused to be changed into a conductor. The “conductor” refers to an object having conductivity, and more specifically, an object having a volume resistivity of 300 μΩ · cm or less. “Percent” means a percentage (percentage) based on the number.

<銅含有粒子>
本発明の銅含有粒子は、銅を含むコア粒子と、前記コア粒子の表面の少なくとも一部に存在する有機物と、を有し、長軸の長さが50nm以下である銅含有粒子の割合が80個%以下である。本発明において銅含有粒子の長軸とは、銅含有粒子に外接し、互いに平行である二平面の間の距離が最大となるように選ばれる二平面間の距離を意味する。本明細書において長軸の長さが50nm以下である銅含有粒子の割合は、無作為に選択される200個の銅含有粒子中に占める割合である。例えば、長軸の長さが50nm以下である銅含有粒子が200個中に160個である場合は、長軸の長さが50nm以下である銅含有粒子の割合は80個%である。
<Copper-containing particles>
The copper-containing particles of the present invention have a core particle containing copper and an organic substance present on at least a part of the surface of the core particle, and the ratio of the copper-containing particles whose major axis length is 50 nm or less. 80% or less. In the present invention, the major axis of the copper-containing particles means a distance between two planes selected so that the distance between the two planes circumscribing the copper-containing particles and parallel to each other is maximized. In this specification, the ratio of the copper-containing particles having a major axis length of 50 nm or less is a ratio of the 200 copper-containing particles selected at random. For example, when the number of copper-containing particles having a major axis length of 50 nm or less is 160 in 200, the ratio of the copper-containing particles having a major axis length of 50 nm or less is 80%.

本発明の銅含有粒子は上記構成であることにより、低温(例えば、150℃)での導体化能に優れている。すなわち、本発明の銅含有粒子は、銅を含有するコア粒子の表面の少なくとも一部に存在する有機物が保護材としての役割を果たし、コア粒子の酸化を抑制する。このため、大気中での長期保存後も低温での良好な融着性が維持される。なお、この有機物は銅含有粒子を融着させて導体を製造する際の加熱により熱分解して消失する。   Since the copper-containing particles of the present invention have the above-described configuration, they are excellent in conductorization ability at a low temperature (for example, 150 ° C.). That is, in the copper-containing particles of the present invention, an organic substance present on at least a part of the surface of the core particles containing copper serves as a protective material and suppresses oxidation of the core particles. For this reason, good fusion properties at low temperatures are maintained even after long-term storage in the atmosphere. In addition, this organic substance is thermally decomposed by heating when the conductor is produced by fusing the copper-containing particles and disappears.

更に、本発明の銅含有粒子は、長軸の長さが50nm以下である銅含有粒子(以下、小径粒子ともいう)の割合が80個%以下であることで、低温での導体化能に優れている。   Furthermore, the copper-containing particles of the present invention have a conductorization ability at low temperatures because the ratio of copper-containing particles (hereinafter also referred to as small-diameter particles) having a major axis length of 50 nm or less is 80% or less. Are better.

銅含有粒子中の小径粒子の割合が80個%以下であると低温での導体化能に優れる理由は明らかではないが、本発明者らは次のように考えている。銅含有粒子中における長軸の長さが50nmを超える粒子(以下、大径粒子ともいう)は主に導電性の機能を担い、長軸の長さが50nm以下である小径粒子は溶融により大径粒子同士を結合して導電パスを形成する機能を担う。銅含有粒子中の小径粒子の数が多すぎると、大径粒子の数が不十分となり良好な導体が形成されない傾向にある。本発明では、銅含有粒子中の小径粒子の割合が適切な範囲内にあることで、低温での良好な導体の形成が可能となっている。   The reason why the ratio of the small-diameter particles in the copper-containing particles is 80% or less is not clear, but the present inventors consider as follows. Particles whose major axis in the copper-containing particles exceeds 50 nm (hereinafter also referred to as large-diameter particles) mainly have a conductive function, and small-sized particles whose major axis has a length of 50 nm or less are larger by melting. Responsible for forming a conductive path by bonding the diameter particles. When the number of small-diameter particles in the copper-containing particles is too large, the number of large-diameter particles is insufficient and a good conductor tends not to be formed. In the present invention, it is possible to form a good conductor at a low temperature because the ratio of the small-diameter particles in the copper-containing particles is within an appropriate range.

特許文献1及び特許文献2には、銅粒子の平均粒径が50nm以下であり、更には平均粒径が20nmであると記載されている。また、特許文献2には、実施例で得られた銅粒子中に粒子径が10nm以下の銅粒子と、粒子径が100〜200nmの銅粒子とが混在していたと記載されている。しかしながら、いずれの特許文献にも銅粒子全体に占める小径粒子の割合に関する具体的な記載はなく、小径粒子の割合と導体化能との関係を示唆する記載もない。   Patent Document 1 and Patent Document 2 describe that the average particle diameter of copper particles is 50 nm or less, and further the average particle diameter is 20 nm. Patent Document 2 describes that copper particles having a particle diameter of 10 nm or less and copper particles having a particle diameter of 100 to 200 nm were mixed in the copper particles obtained in the examples. However, there is no specific description regarding the proportion of small-diameter particles in the entire copper particles in any of the patent documents, and there is no description suggesting the relationship between the proportion of small-diameter particles and the ability to make conductors.

低温での導体化能の観点からは、長軸の長さが50nm以下である銅含有粒子の割合が75個%以下であることが好ましく、70個%以下であることがより好ましく、65個%以下であることが更に好ましい。   From the viewpoint of conductorization ability at low temperature, the proportion of copper-containing particles having a major axis length of 50 nm or less is preferably 75% or less, more preferably 70% or less, and 65 particles. % Or less is more preferable.

低温での導体化能の観点からは、長軸の長さが50nm以下である銅含有粒子の割合が55個%以上であることが好ましく、58個%以上であることがより好ましく、60個%以上であることが更に好ましい。   From the viewpoint of conductorization ability at low temperature, the ratio of copper-containing particles having a major axis length of 50 nm or less is preferably 55% or more, more preferably 58% or more, and 60 % Or more is more preferable.

低温での導体化能の観点からは、長軸の長さが70nm以上である粒子の割合が20個%以上であることが好ましく、30個%以上であることがより好ましく、35個%以上であることが更に好ましい。本明細書において長軸の長さが70nm以上である銅含有粒子の割合は、無作為に選択される200個の銅含有粒子に占める割合である。   From the viewpoint of conducting ability at low temperatures, the proportion of particles having a major axis length of 70 nm or more is preferably 20% or more, more preferably 30% or more, and 35% or more. More preferably. In this specification, the ratio of the copper-containing particles having a major axis length of 70 nm or more is a ratio of the 200 copper-containing particles selected at random.

低温での導体化能の観点からは、長軸の長さの平均値が40nm以上であることが好ましく、50nm以上であることがより好ましく、60nm以上であることが更に好ましく、80nm以上であることが更に好ましい。本明細書において長軸の長さの平均値は、無作為に選択される200個の銅含有粒子について測定した長軸の長さの算術平均値である。   From the viewpoint of conducting ability at low temperatures, the average value of the length of the major axis is preferably 40 nm or more, more preferably 50 nm or more, further preferably 60 nm or more, and 80 nm or more. More preferably. In the present specification, the average value of the length of the long axis is an arithmetic average value of the length of the long axis measured for 200 copper-containing particles selected at random.

低温での導体化能の観点からは、長軸の長さの平均値が300nm以下であることが好ましく、200nm以下であることがより好ましく、150nm以下であることが更に好ましい。   From the viewpoint of conducting ability at low temperatures, the average value of the length of the major axis is preferably 300 nm or less, more preferably 200 nm or less, and further preferably 150 nm or less.

低温での導体化能の観点からは、長軸の長さが最長である銅含有粒子(以下、最大径粒子ともいう)の長軸の長さが350nm以下であることが好ましく、300nm以下であることがより好ましく、250nm以下であることが更に好ましい。本明細書において最大径粒子の長軸の長さは、無作為に選択される200個の銅含有粒子中で長軸の長さが最長である銅含有粒子の長軸の長さである。   From the viewpoint of conducting ability at low temperatures, the long axis length of the copper-containing particles having the longest long axis length (hereinafter also referred to as the maximum diameter particle) is preferably 350 nm or less, and 300 nm or less. More preferably, it is more preferably 250 nm or less. In this specification, the length of the major axis of the largest-diameter particle is the length of the major axis of the copper-containing particle having the longest longest length among the 200 copper-containing particles selected at random.

低温での導体化能の観点からは、無作為に選択される200個の粒子のうち長軸の長さが最短である銅含有粒子(以下、最小径粒子ともいう)の長軸の長さが5nm以上であることが好ましく、8nm以上であることがより好ましく、10nm以上であることが更に好ましい。本明細書において最小径粒子の長軸の長さは、無作為に選択される200個の銅含有粒子中で長軸の長さが最短である銅含有粒子の長軸の長さである。   From the viewpoint of conductorization ability at low temperature, the length of the major axis of the copper-containing particles (hereinafter also referred to as the smallest diameter particles) having the shortest major axis length among the randomly selected 200 particles Is preferably 5 nm or more, more preferably 8 nm or more, and even more preferably 10 nm or more. In the present specification, the length of the long axis of the smallest diameter particle is the length of the long axis of the copper-containing particle having the shortest long axis length among the 200 copper-containing particles randomly selected.

銅含有粒子の長軸の長さは、例えば、後述する銅含有粒子の製造方法における原材料の種類、原材料の混合の際の温度、反応時間、反応温度、洗浄工程、洗浄溶媒等の条件を調節することによって行うことができる。銅含有粒子中の小径粒子の割合は、上述の条件を調節することによって調節してもよく、2種以上の粒子径が異なる銅含有粒子を別々に作製し、これらを所望の比率で混合することによって調節してもよい。   The length of the major axis of the copper-containing particles is adjusted, for example, by the conditions such as the type of raw materials, the temperature at the time of mixing the raw materials, the reaction time, the reaction temperature, the washing step, the washing solvent, etc. Can be done. The ratio of the small-diameter particles in the copper-containing particles may be adjusted by adjusting the above-described conditions, and two or more kinds of copper-containing particles having different particle diameters are separately produced and mixed at a desired ratio. It may be adjusted depending on the situation.

低温での良好な導体化を促進する観点からは、本発明の銅含有粒子は長軸の長さが5nm〜50nm以下である第一の銅含有粒子の少なくとも1個と、第一の銅含有粒子より長軸が長く、かつ、長軸の長さが30nm〜300nmである第二の銅含有粒子の少なくとも1個と、から形成される複合粒子を含むことが好ましい。   From the viewpoint of promoting good conductorization at a low temperature, the copper-containing particles of the present invention contain at least one first copper-containing particle having a major axis length of 5 nm to 50 nm and the first copper-containing particles. It is preferable to include composite particles formed from at least one second copper-containing particle having a long axis longer than that of the particle and a length of the long axis of 30 nm to 300 nm.

本発明の銅含有粒子が複合粒子を含むことで低温での良好な導体化が促進される理由は明らかではないが、第一の銅含有粒子が第二の銅含有粒子に付着することで、第二の銅含有粒子の形状が第二の銅含有粒子単独の形状よりも複雑になり、いわゆるナノサイズ効果による融点低下が生じ、低温での融着性が促進されることが一つの要因として考えられる。   Although it is not clear why the copper-containing particles of the present invention contain composite particles and good conductorization at low temperature is promoted, the first copper-containing particles adhere to the second copper-containing particles, One factor is that the shape of the second copper-containing particles is more complicated than the shape of the second copper-containing particles alone, the melting point is lowered due to the so-called nanosize effect, and the fusion property at low temperature is promoted. Conceivable.

複合粒子の形状は特に制限されない。例えば、円形度が0.70〜0.99であることが好ましい。円形度は、4π×S/(周囲長さ)で表される値であり、Sは測定対象粒子の面積であり、周囲長さは測定対象粒子の周囲長さである。円形度は、画像処理ソフトを用いて電子顕微鏡像を解析することにより求めることができる。 The shape of the composite particles is not particularly limited. For example, the circularity is preferably 0.70 to 0.99. The circularity is a value represented by 4π × S / (perimeter length) 2 , S is the area of the measurement target particle, and the perimeter length is the perimeter length of the measurement target particle. The circularity can be obtained by analyzing an electron microscope image using image processing software.

銅含有粒子の形状は特に制限されず、用途に応じて選択できる。例えば、銅含有粒子の長軸と短軸の比(長軸/短軸)であるアスペクト比は1.0〜10.0の範囲から選択できる。銅含有粒子を分散媒等と混合したものを印刷法によって基材に付与する場合は、銅含有粒子の長軸と短軸の比(長軸/短軸)であるアスペクト比の平均値が1.5〜8.0であると混合物の粘度の調整が容易であるために好ましい。銅含有粒子の短軸とは、銅含有粒子に外接し、互いに平行である二平面の間の距離が最小となるように選ばれる二平面間の距離を意味する。銅含有粒子のアスペクト比は、電子顕微鏡による観察等の通常の方法によって調べることができる。   The shape of the copper-containing particles is not particularly limited and can be selected according to the application. For example, the aspect ratio that is the ratio of the major axis to the minor axis (major axis / minor axis) of the copper-containing particles can be selected from a range of 1.0 to 10.0. When a mixture of copper-containing particles and a dispersion medium or the like is applied to a substrate by a printing method, the average aspect ratio that is the ratio of the major axis to the minor axis (major axis / minor axis) of the copper-containing particles is 1. 0.5 to 8.0 is preferable because the viscosity of the mixture can be easily adjusted. The minor axis of the copper-containing particles means a distance between two planes selected so that a distance between two planes circumscribing the copper-containing particles and parallel to each other is minimized. The aspect ratio of the copper-containing particles can be examined by a usual method such as observation with an electron microscope.

本発明のある実施態様では、無作為に選択される200個の粒子のアスペクト比の平均値が1.0〜8.0であることが好ましく、1.1〜6.0であることがより好ましく、1.2〜3.0であることが更に好ましい。本明細書においてアスペクト比の平均値は、無作為に選択される200個の銅含有粒子の長軸の算術平均値と短軸の算術平均値をそれぞれ求め、得られた長軸の算術平均値を短軸の算術平均値で除して得られる値である。   In an embodiment of the present invention, the average aspect ratio of 200 randomly selected particles is preferably 1.0 to 8.0, more preferably 1.1 to 6.0. Preferably, it is 1.2-3.0. In the present specification, the average value of the aspect ratio is obtained by respectively obtaining the arithmetic average value of the long axis and the arithmetic average value of the short axis of 200 randomly selected copper-containing particles, and the arithmetic average value of the obtained long axis. Is a value obtained by dividing by the arithmetic average value of the minor axis.

銅含有粒子のアスペクト比は、例えば、後述する銅含有粒子の製造方法において使用される脂肪酸の炭素数等の条件を調節することによって行うことができる。   The aspect ratio of the copper-containing particles can be performed, for example, by adjusting conditions such as the number of carbon atoms of the fatty acid used in the method for producing copper-containing particles described later.

銅含有粒子の長軸の長さ、複合粒子の有無、円形度及びアスペクト比は、電子顕微鏡による観察等の公知の方法により測定することができる。電子顕微鏡で観察する場合の倍率は特に制限されないが、例えば20倍〜50000倍で行うことができる。なお、粒子径が3nm未満の銅含有粒子は測定の対象から除外する。   The length of the major axis of the copper-containing particles, the presence or absence of composite particles, the circularity, and the aspect ratio can be measured by a known method such as observation with an electron microscope. Although the magnification in the case of observing with an electron microscope is not specifically limited, For example, it can carry out by 20 times-50000 times. In addition, the copper containing particle | grains whose particle diameter is less than 3 nm are excluded from the object of a measurement.

本発明のある実施態様では、銅を含有するコア粒子の表面の少なくとも一部に存在する有機物は、アルキルアミンに由来する物質を含む。有機物及びアルキルアミンの存在は、窒素雰囲気中で有機物が熱分解する温度以上の温度で銅含有粒子を加熱し、加熱前後の重量を比較することで確認される。アルキルアミンとしては、後述する銅含有粒子の製造方法に用いられるアルキルアミンが挙げられる。   In an embodiment of the present invention, the organic substance present on at least a part of the surface of the core particle containing copper includes a substance derived from alkylamine. The presence of the organic substance and the alkylamine is confirmed by heating the copper-containing particles at a temperature equal to or higher than the temperature at which the organic substance is thermally decomposed in a nitrogen atmosphere and comparing the weights before and after the heating. As an alkylamine, the alkylamine used for the manufacturing method of the copper containing particle | grains mentioned later is mentioned.

コア粒子の表面の少なくとも一部に存在する有機物は、その割合がコア粒子及び有機物の合計に対して0.1質量%〜20質量%であることが好ましい。有機物の割合が0.1質量%以上であると、充分な耐酸化性が得られる傾向にある。有機物の割合が20質量%以下であると、低温での融着性が良好となる傾向にある。コア粒子及び有機物の合計に対する有機物の割合は0.3質量%〜10質量%であることがより好ましく、0.5質量%〜5質量%であることが更に好ましい。   The proportion of the organic substance present on at least a part of the surface of the core particle is preferably 0.1% by mass to 20% by mass with respect to the total of the core particle and the organic substance. When the proportion of the organic substance is 0.1% by mass or more, sufficient oxidation resistance tends to be obtained. When the ratio of the organic substance is 20% by mass or less, the fusion property at a low temperature tends to be good. The ratio of the organic substance to the total of the core particles and the organic substance is more preferably 0.3% by mass to 10% by mass, and further preferably 0.5% by mass to 5% by mass.

コア粒子は、少なくとも金属銅を含み、必要に応じてその他の物質を含んでもよい。銅以外の物質としては、金、銀、白金、錫、ニッケル等の金属又はこれらの金属元素を含む化合物、後述する脂肪酸銅、還元性化合物又はアルキルアミンに由来する有機物、酸化銅、塩化銅等を挙げることができる。導電性に優れる導体を形成する観点からは、コア粒子中の金属銅の含有率は50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることが更に好ましい。   The core particles contain at least metallic copper, and may contain other substances as necessary. Examples of substances other than copper include metals such as gold, silver, platinum, tin, and nickel, or compounds containing these metal elements, fatty acid copper described later, organic compounds derived from reducing compounds or alkylamines, copper oxide, copper chloride, etc. Can be mentioned. From the viewpoint of forming a conductor having excellent conductivity, the content of metallic copper in the core particles is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and 70% by mass or more. Is more preferable.

銅含有粒子は、コア粒子の表面の少なくとも一部に有機物が存在しているために、大気中で保存しても銅の酸化が抑制されており、酸化物の含有率が小さい。例えば、ある実施態様では、銅含有粒子中の酸化物の含有率が5質量%以下である。銅含有粒子中の酸化物の含有率は、例えばXRD(X−ray diffraction、X線回折)によって測定することができる。   Since the organic substance is present on at least a part of the surface of the core particle, the copper-containing particles suppress copper oxidation even when stored in the air, and the oxide content is small. For example, in one embodiment, the content rate of the oxide in a copper containing particle is 5 mass% or less. The oxide content in the copper-containing particles can be measured by, for example, XRD (X-ray diffraction, X-ray diffraction).

<銅含有粒子の製造方法>
銅含有粒子の製造方法は特に制限されない。例えば、銅含有粒子は脂肪酸と銅との金属塩と、還元性化合物と、アルキルアミンと、を含む組成物を加熱する工程を有する方法によって製造される。前記方法は、必要に応じて加熱工程後の遠心分離工程、洗浄工程等の工程を有していてもよい。
<Method for producing copper-containing particles>
The method for producing the copper-containing particles is not particularly limited. For example, the copper-containing particles are produced by a method having a step of heating a composition containing a metal salt of a fatty acid and copper, a reducing compound, and an alkylamine. The method may include steps such as a centrifugation step and a washing step after the heating step as necessary.

前記方法は、銅前駆体として、脂肪酸と銅との金属塩を使用するものである。これにより、銅前駆体としてシュウ酸銀等を用いる特許文献1に記載の方法と比較して、より沸点の低い(すなわち、分子量の小さい)アルキルアミンを反応媒として使用することが可能になると考えられる。その結果、得られる銅含有粒子においてコア粒子の表面に存在する有機物がより熱分解又は揮発しやすいものとなり、導体化を低温で実施することがより容易になると考えられる。   The said method uses the metal salt of a fatty acid and copper as a copper precursor. This makes it possible to use an alkylamine having a lower boiling point (that is, having a lower molecular weight) as a reaction medium than the method described in Patent Document 1 using silver oxalate or the like as a copper precursor. It is done. As a result, in the obtained copper-containing particles, organic substances present on the surface of the core particles are more likely to be thermally decomposed or volatilized, and it is considered easier to conduct the conductor at a low temperature.

(脂肪酸)
脂肪酸は、RCOOHで表される1価のカルボン酸(Rは鎖状の炭化水素基であり、直鎖状であっても分岐を有していてもよい)である。脂肪酸は、飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸のいずれであってもよい。コア粒子を効率的に被覆して酸化を抑制する観点からは、直鎖状の飽和脂肪酸が好ましい。脂肪酸は1種のみでも、2種以上であってもよい。
(fatty acid)
The fatty acid is a monovalent carboxylic acid represented by RCOOH (R is a chained hydrocarbon group, which may be linear or branched). The fatty acid may be either a saturated fatty acid or an unsaturated fatty acid. From the viewpoint of efficiently covering the core particles and suppressing oxidation, linear saturated fatty acids are preferred. Only one type or two or more types of fatty acids may be used.

脂肪酸の炭素数は、9以下であることが好ましい。炭素数が9以下である飽和脂肪酸としては、酢酸(炭素数2)、プロピオン酸(炭素数3)、酪酸及びイソ酪酸(炭素数4)、吉草酸及びイソ吉草酸(炭素数5)、カプロン酸(炭素数6)、エナント酸及びイソエナント酸(炭素数7)、カプリル酸及びイソカプリル酸及びイソカプロン酸(炭素数8)、ノナン酸及びイソノナン酸(炭素数9)等を挙げることができる。炭素数が9以下である不飽和脂肪酸としては、上記の飽和脂肪酸の炭化水素基中に1つ以上の二重結合を有するものを挙げることができる。   The number of carbon atoms of the fatty acid is preferably 9 or less. Examples of saturated fatty acids having 9 or less carbon atoms include acetic acid (2 carbon atoms), propionic acid (3 carbon atoms), butyric acid and isobutyric acid (4 carbon atoms), valeric acid and isovaleric acid (5 carbon atoms), capron Examples include acids (carbon number 6), enanthic acid and isoenanthic acid (carbon number 7), caprylic acid, isocaprilic acid and isocaproic acid (carbon number 8), nonanoic acid and isononanoic acid (carbon number 9). Examples of the unsaturated fatty acid having 9 or less carbon atoms include those having one or more double bonds in the hydrocarbon group of the saturated fatty acid.

脂肪酸の種類は、銅含有粒子の分散媒への分散性、融着性等の性質に影響しうる。このため、銅含有粒子の用途に応じて脂肪酸の種類を選択することが好ましい。粒子形状の均一化の観点からは、炭素数が5〜9である脂肪酸と、炭素数が4以下である脂肪酸とを併用することが好ましい。例えば、炭素数が9であるノナン酸と、炭素数が2である酢酸とを併用することが好ましい。炭素数が5〜9である脂肪酸と炭素数が4以下である脂肪酸とを併用する場合の比率は、特に制限されない。   The type of fatty acid can affect properties such as dispersibility of the copper-containing particles in the dispersion medium and fusing properties. For this reason, it is preferable to select the kind of fatty acid according to the use of copper-containing particles. From the viewpoint of homogenizing the particle shape, it is preferable to use a fatty acid having 5 to 9 carbon atoms and a fatty acid having 4 or less carbon atoms in combination. For example, nonanoic acid having 9 carbon atoms and acetic acid having 2 carbon atoms are preferably used in combination. The ratio in the case of using together the fatty acid having 5 to 9 carbon atoms and the fatty acid having 4 or less carbon atoms is not particularly limited.

脂肪酸と銅との塩化合物(脂肪酸銅)を得る方法は特に制限されない。例えば、水酸化銅と脂肪酸とを溶媒中で混合することで得てもよく、市販されている脂肪酸銅を用いてもよい。あるいは、水酸化銅、脂肪酸及び還元性化合物を溶媒中で混合することで、脂肪酸銅の生成と、脂肪酸銅と還元性化合物との間で形成される錯体の生成とを同じ工程中で行ってもよい。   The method for obtaining a salt compound of fatty acid and copper (fatty acid copper) is not particularly limited. For example, it may be obtained by mixing copper hydroxide and a fatty acid in a solvent, or commercially available fatty acid copper may be used. Alternatively, by mixing copper hydroxide, a fatty acid and a reducing compound in a solvent, the formation of fatty acid copper and the formation of a complex formed between the fatty acid copper and the reducing compound are performed in the same process. Also good.

(還元性化合物)
還元性化合物は、脂肪酸銅と混合した際に両化合物間で錯体等の複合化合物を形成すると考えられる。これにより、還元性化合物が脂肪酸銅中の銅イオンに対する電子のドナーとなり、銅イオンの還元が生じやすくなり、錯体を形成していない状態の脂肪酸銅よりも自発的な熱分解による銅原子の遊離が生じやすくなると考えられる。還元性化合物は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
(Reducing compounds)
The reducing compound is considered to form a complex compound such as a complex between both compounds when mixed with fatty acid copper. As a result, the reducing compound becomes an electron donor to the copper ion in the fatty acid copper, the reduction of the copper ion is more likely to occur, and the liberation of copper atoms by spontaneous pyrolysis than the fatty acid copper in a state where no complex is formed. Is likely to occur. A reducing compound may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

還元性化合物として具体的には、ヒドラジン、ヒドラジン誘導体、塩酸ヒドラジン、硫酸ヒドラジン、抱水ヒドラジン等のヒドラジン化合物、ヒドロキシルアミン、ヒドロキシルアミン誘導体等のヒドロキシルアミン化合物、水素化ホウ素ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、次亜リン酸ナトリウム等のナトリウム化合物などを挙げることができる。   Specific examples of reducing compounds include hydrazine, hydrazine derivatives, hydrazine hydrochloride, hydrazine sulfate, hydrazine hydrate and other hydrazine compounds, hydroxylamine, hydroxylamine derivatives such as hydroxylamine compounds, sodium borohydride, sodium sulfite, hydrogen sulfite. Examples thereof include sodium compounds such as sodium, sodium thiosulfate, and sodium hypophosphite.

脂肪酸銅中の銅原子に対して配位結合を形成しやすい、脂肪酸銅の構造を維持した状態で錯体を形成しやすい等の観点からは、アミノ基を有する還元性化合物が好ましい。アミノ基を有する還元性化合物としては、ヒドラジン及びその誘導体、ヒドロキシルアミン及びその誘導体等を挙げることができる。   A reducing compound having an amino group is preferable from the viewpoints of easily forming a coordination bond to a copper atom in fatty acid copper, and easily forming a complex while maintaining the structure of fatty acid copper. Examples of the reducing compound having an amino group include hydrazine and derivatives thereof, hydroxylamine and derivatives thereof, and the like.

脂肪酸銅、還元性化合物及びアルキルアミンを含む組成物を加熱する工程(以下では加熱工程ともいう)における加熱温度を低くする(例えば、150℃以下)観点からは、アルキルアミンの蒸発又は分解を生じない温度範囲において銅原子の還元及び遊離を生じる錯体を形成可能な還元性化合物を選択することが好ましい。このような還元性化合物としては、ヒドラジン及びその誘導体、ヒドロキシルアミン及びその誘導体等を挙げることができる。これらの還元性化合物は、骨格を成す窒素原子が銅原子との配位結合を形成して錯体を形成することができる。また、これらの還元性化合物は一般にアルキルアミンと比較して還元力が強いため、生成した錯体が比較的穏和な条件で自発的な分解を生じ、銅原子の還元及び遊離が生じる傾向にある。   From the viewpoint of lowering the heating temperature (for example, 150 ° C. or lower) in the step of heating the composition containing fatty acid copper, the reducing compound and the alkylamine (hereinafter also referred to as the heating step), the evaporation or decomposition of the alkylamine occurs. It is preferable to select a reducing compound capable of forming a complex that causes reduction and liberation of a copper atom in a low temperature range. Examples of such reducing compounds include hydrazine and its derivatives, hydroxylamine and its derivatives, and the like. These reducing compounds can form a complex by forming a coordinate bond between a nitrogen atom constituting the skeleton and a copper atom. In addition, since these reducing compounds generally have a stronger reducing power than alkylamines, the resulting complexes tend to spontaneously decompose under relatively mild conditions, and tend to reduce and release copper atoms.

ヒドラジン又はヒドロキシルアミンの代わりにこれらの誘導体から好適なものを選択することで、脂肪酸銅との反応性を調節することができ、所望の条件で自発分解を生じる錯体を生成することができる。ヒドラジン誘導体としては、メチルヒドラジン、エチルヒドラジン、n−プロピルヒドラジン、イソプロピルヒドラジン、n−ブチルヒドラジン、イソブチルヒドラジン、sec−ブチルヒドラジン、t−ブチルヒドラジン、n−ペンチルヒドラジン、イソペンチルヒドラジン、neo−ペンチルヒドラジン、t−ペンチルヒドラジン、n−ヘキシルヒドラジン、イソヘキシルヒドラジン、n−ヘプチルヒドラジン、n−オクチルヒドラジン、n−ノニルヒドラジン、n−デシルヒドラジン、n−ウンデシルヒドラジン、n−ドデシルヒドラジン、シクロヘキシルヒドラジン、フェニルヒドラジン、4−メチルフェニルヒドラジン、ベンジルヒドラジン、2−フェニルエチルヒドラジン、2−ヒドラジノエタノール、アセトヒドラジン等を挙げることができる。ヒドロキシルアミンの誘導体としては、N,N−ジ(スルホエチル)ヒドロキシルアミン、モノメチルヒドロキシルアミン、ジメチルヒドロキシルアミン、モノエチルヒドロキシルアミン、ジエチルヒドロキシルアミン、N,N−ジ(カルボキシエチル)ヒドロキシルアミン等を挙げることができる。   By selecting a suitable one of these derivatives instead of hydrazine or hydroxylamine, the reactivity with the fatty acid copper can be adjusted, and a complex that generates spontaneous decomposition under a desired condition can be generated. Examples of hydrazine derivatives include methyl hydrazine, ethyl hydrazine, n-propyl hydrazine, isopropyl hydrazine, n-butyl hydrazine, isobutyl hydrazine, sec-butyl hydrazine, t-butyl hydrazine, n-pentyl hydrazine, isopentyl hydrazine, and neo-pentyl hydrazine. , T-pentylhydrazine, n-hexylhydrazine, isohexylhydrazine, n-heptylhydrazine, n-octylhydrazine, n-nonylhydrazine, n-decylhydrazine, n-undecylhydrazine, n-dodecylhydrazine, cyclohexylhydrazine, phenyl Examples include hydrazine, 4-methylphenylhydrazine, benzylhydrazine, 2-phenylethylhydrazine, 2-hydrazinoethanol, and acetohydrazine. Rukoto can. Examples of hydroxylamine derivatives include N, N-di (sulfoethyl) hydroxylamine, monomethylhydroxylamine, dimethylhydroxylamine, monoethylhydroxylamine, diethylhydroxylamine, N, N-di (carboxyethyl) hydroxylamine and the like. Can do.

脂肪酸銅に含まれる銅と還元性化合物の比率は、所望の錯体が形成される条件であれば特に制限されない。例えば、前記比率(銅:還元性化合物)はモル基準で1:1〜1:4の範囲とすることができ、1:1〜1:3の範囲とすることが好ましく、1:1〜1:2の範囲とすることがより好ましい。   The ratio of the copper and the reducing compound contained in the fatty acid copper is not particularly limited as long as a desired complex is formed. For example, the ratio (copper: reducing compound) can be in the range of 1: 1 to 1: 4 on a molar basis, preferably in the range of 1: 1 to 1: 3, and 1: 1 to 1 : The range of 2 is more preferable.

(アルキルアミン)
アルキルアミンは、脂肪酸銅と還元性化合物とから形成される錯体の分解反応の反応媒として機能すると考えられる。更に、還元性化合物の還元作用によって生じるプロトンを捕捉し、反応溶液が酸性に傾いて銅原子が酸化されることを抑制すると考えられる。
(Alkylamine)
Alkylamine is considered to function as a reaction medium for a decomposition reaction of a complex formed from fatty acid copper and a reducing compound. Furthermore, it is considered that protons generated by the reducing action of the reducing compound are captured, and the reaction solution is inclined to be acidic and suppress the oxidation of copper atoms.

アルキルアミンはRNH(Rは炭化水素基であり、環状又は分岐状であってもよい)で表される1級アミン、RNH(R及びRは同じであっても異なっていてもよい炭化水素基であり、環状又は分岐状であってもよい)で表される2級アミン、炭化水素鎖に2つのアミノ基が置換したアルキレンジアミン等を意味する。アルキルアミンは、1つ以上の二重結合を有していてもよく、酸素、ケイ素、窒素、イオウ、リン等の原子を有していてもよい。アルキルアミンは、1種のみであっても2種以上であってもよい。 Alkylamine is a primary amine represented by RNH 2 (R is a hydrocarbon group and may be cyclic or branched), R 1 R 2 NH (R 1 and R 2 are the same or different. Or a branched or branched hydrocarbon group), an alkylene diamine in which two amino groups are substituted on the hydrocarbon chain, and the like. The alkylamine may have one or more double bonds, and may have atoms such as oxygen, silicon, nitrogen, sulfur, and phosphorus. The alkylamine may be only one type or two or more types.

アルキルアミンの炭化水素基の炭素数は、7以下であることが好ましい。アルキルアミンの炭化水素基の炭素数が7以下であると、銅含有粒子を融着させて導体を形成するための加熱の際にアルキルアミンが熱分解しやすく、良好な導体化が達成できる傾向にある。アルキルアミンの炭化水素基の炭素数は6以下であることがより好ましく、3以上であることが更に好ましい。   The hydrocarbon group of the alkylamine preferably has 7 or less carbon atoms. When the carbon number of the hydrocarbon group of the alkylamine is 7 or less, the alkylamine tends to be thermally decomposed during heating for fusing the copper-containing particles to form a conductor, and a good conductor can be achieved. It is in. The hydrocarbon group of the alkylamine preferably has 6 or less carbon atoms, more preferably 3 or more carbon atoms.

1級アミンとして具体的には、エチルアミン、2−エトキシエチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、ペンチルアミン、イソペンチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オレイルアミン、3−メトキシプロピルアミン、3−エトキシプロピルアミン等を挙げることができる。   Specific examples of the primary amine include ethylamine, 2-ethoxyethylamine, propylamine, butylamine, isobutylamine, pentylamine, isopentylamine, hexylamine, cyclohexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, dodecylamine, Examples include hexadecylamine, oleylamine, 3-methoxypropylamine, and 3-ethoxypropylamine.

2級アミンとして具体的には、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、エチルプロピルアミン、エチルペンチルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン等を挙げることができる。   Specific examples of the secondary amine include diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, ethylpropylamine, ethylpentylamine, dibutylamine, dipentylamine, and dihexylamine.

アルキレンジアミンとして具体的には、エチレンジアミン、N,N−ジメチルエチレンジアミン、N,N’−ジメチルエチレンジアミン、N,N−ジエチルエチレンジアミン、N,N’−ジエチルエチレンジアミン、1,3−プロパンジアミン、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、N,N−ジメチル−1,3−ジアミノプロパン、N,N’−ジメチル−1,3−ジアミノプロパン、N,N−ジエチル−1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノ−2−メチルペンタン、1,6−ジアミノへキサン、N,N’−ジメチル−1,6−ジアミノへキサン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノノナン、1,12−ジアミノドデカン等を挙げることができる。   Specific examples of alkylenediamine include ethylenediamine, N, N-dimethylethylenediamine, N, N′-dimethylethylenediamine, N, N-diethylethylenediamine, N, N′-diethylethylenediamine, 1,3-propanediamine, 2,2 -Dimethyl-1,3-propanediamine, N, N-dimethyl-1,3-diaminopropane, N, N'-dimethyl-1,3-diaminopropane, N, N-diethyl-1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,5-diamino-2-methylpentane, 1,6-diaminohexane, N, N′-dimethyl-1,6-diaminohexane, 1,7-diaminoheptane, 1, Examples thereof include 8-diaminooctane, 1,9-diaminononane, 1,12-diaminododecane and the like.

アルキルアミンは、炭化水素基の炭素数が7以下であるアルキルアミンの少なくとも1種を含むことが好ましい。これにより、低温での融着性により優れる銅含有粒子を製造することができる。アルキルアミンは1種単独で用いても、2種以上を併用してよい。アルキルアミンは、炭化水素基の炭素数が7以下であるアルキルアミンと、炭化水素基の炭素数が8以上のアルキルアミンと、を含んでもよい。炭化水素基の炭素数が7以下であるアルキルアミンと炭化水素基の炭素数が8以上のアルキルアミンとを併用する場合、アルキルアミン全体に占める炭化水素基の炭素数が7以下であるアルキルアミンの割合は50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることが更に好ましい。   The alkylamine preferably contains at least one alkylamine whose hydrocarbon group has 7 or less carbon atoms. Thereby, the copper containing particle | grains which are excellent by the melt | fusion property in low temperature can be manufactured. Alkylamines may be used alone or in combination of two or more. The alkylamine may include an alkylamine having a hydrocarbon group having 7 or less carbon atoms and an alkylamine having a hydrocarbon group having 8 or more carbon atoms. When an alkylamine having a hydrocarbon group having 7 or less carbon atoms and an alkylamine having 8 or more carbon atoms in a hydrocarbon group are used in combination, the alkylamine having a hydrocarbon group having 7 or less carbon atoms in the entire alkylamine Is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and still more preferably 70% by mass or more.

脂肪酸銅に含まれる銅とアルキルアミンの比率は、所望の銅含有粒子が得られる条件であれば特に制限されない。例えば、前記比率(銅:アルキルアミン)はモル基準で1:1〜1:8の範囲とすることができ、1:1〜1:6の範囲とすることが好ましく、1:1〜1:4の範囲とすることがより好ましい。   The ratio of copper and alkylamine contained in fatty acid copper is not particularly limited as long as desired copper-containing particles are obtained. For example, the ratio (copper: alkylamine) can be in a range of 1: 1 to 1: 8 on a molar basis, preferably in a range of 1: 1 to 1: 6, and 1: 1 to 1: A range of 4 is more preferable.

(加熱工程)
脂肪酸銅、還元性化合物及びアルキルアミンを含む組成物を加熱する工程を実施するための方法は特に制限されない。例えば、脂肪酸銅と還元性化合物とを溶媒に混合した後にアルキルアミンを添加して加熱する方法、脂肪酸銅とアルキルアミンとを溶媒と混合した後に更に還元性化合物を添加して加熱する方法、脂肪酸銅の出発物質である水酸化銅、脂肪酸、還元性化合物及びアルキルアミンを溶媒に混合して加熱する方法、脂肪酸銅とアルキルアミンとを溶媒に混合した後に還元性化合物を添加して加熱する方法等を挙げることができる。
(Heating process)
The method for carrying out the step of heating the composition containing fatty acid copper, reducing compound and alkylamine is not particularly limited. For example, a method in which fatty acid copper and a reducing compound are mixed in a solvent and then heated by adding an alkylamine, a method in which fatty acid copper and an alkylamine are mixed in a solvent and then further heated by adding a reducing compound, a fatty acid A method of heating copper hydroxide, a fatty acid, a reducing compound, and an alkylamine, which are copper starting materials, in a solvent, a method of heating, a method of mixing a fatty acid copper and an alkylamine in a solvent, and then adding a reducing compound and heating Etc.

加熱工程は、銅前駆体として炭素数が9以下である脂肪酸銅を用いることにより、比較的低温で行うことができる。例えば、150℃以下で行うことができ、130℃以下で行うことが好ましく、100℃以下で行うことがより好ましい。   The heating step can be performed at a relatively low temperature by using fatty acid copper having 9 or less carbon atoms as a copper precursor. For example, it can be performed at 150 ° C. or lower, preferably 130 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or lower.

脂肪酸銅、還元性化合物及びアルキルアミンを含む組成物は、更に溶媒を含んでもよい。脂肪酸銅と還元性化合物による錯体の形成を促進する観点からは、極性溶媒を含むことが好ましい。ここで極性溶媒とは、25℃で水に溶解する溶媒を意味し、アルコールであることが好ましい。アルコールを用いることで錯体の形成が促進される傾向にある。その理由は明らかではないが、固体である脂肪酸銅を溶解させながら水溶性である還元性化合物との接触が促進されるためと考えられる。溶媒は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。   The composition containing fatty acid copper, a reducing compound and an alkylamine may further contain a solvent. From the viewpoint of promoting the formation of a complex of fatty acid copper and a reducing compound, it is preferable to include a polar solvent. Here, the polar solvent means a solvent that dissolves in water at 25 ° C., and is preferably an alcohol. Use of alcohol tends to promote complex formation. Although the reason is not clear, it is considered that contact with a water-soluble reducing compound is promoted while dissolving fatty acid copper which is a solid. A solvent may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

25℃で水に溶解するアルコールとしては、炭素数が1〜8であり、分子中に水酸基を1つ有するアルコールを挙げることができる。このようなアルコールとしては、直鎖状のアルキルアルコール、フェノール、分子内にエーテル結合を有する炭化水素の水素原子を水酸基で置換したもの等を挙げることができる。より強い極性を発現する観点からは、分子中に水酸基を2個以上含むアルコールも好ましく用いられる。また、製造される銅含有粒子の用途に応じてイオウ原子、リン原子、ケイ素原子等を含むアルコールを用いてもよい。   As alcohol which melt | dissolves in water at 25 degreeC, C1-C8 can be mentioned and the alcohol which has one hydroxyl group in a molecule | numerator can be mentioned. Examples of such alcohols include linear alkyl alcohols, phenols, and those obtained by replacing hydrogen atoms of hydrocarbons having an ether bond in the molecule with hydroxyl groups. From the viewpoint of expressing a stronger polarity, an alcohol having two or more hydroxyl groups in the molecule is also preferably used. Moreover, you may use alcohol containing a sulfur atom, a phosphorus atom, a silicon atom, etc. according to the use of the copper containing particle | grains manufactured.

アルコールとして具体的には、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、アリルアルコール、ベンジルアルコール、ピナコール、プロピレングリコール、メントール、カテコール、ヒドロキノン、サリチルアルコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、スクロース、グルコース、キシリトール、メトキシエタノール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール等を挙げることができる。   Specific examples of alcohol include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, allyl alcohol, benzyl alcohol, pinacol, propylene glycol, menthol, catechol, hydroquinone, salicyl alcohol, Examples thereof include glycerin, pentaerythritol, sucrose, glucose, xylitol, methoxyethanol, triethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, and pentaethylene glycol.

アルコールのうち、水に対する溶解度が極めて大きいメタノール、エタノール、1−プロパノール及び2−プロパノールが好ましく、1−プロパノール及び2−プロパノールがより好ましく、1−プロパノールが更に好ましい。   Among alcohols, methanol, ethanol, 1-propanol and 2-propanol having a very high solubility in water are preferable, 1-propanol and 2-propanol are more preferable, and 1-propanol is still more preferable.

<導体形成組成物>
本発明の導体形成組成物は、本発明の銅含有粒子と、分散媒とを含む。本発明の導体形成組成物は、低温での導体化能に優れる本発明の銅含有粒子を含むため、低温での導体化が可能である。導体形成組成物としては、導電塗料、導電ペースト、導電インク等が挙げられる。
<Conductor-forming composition>
The conductor-forming composition of the present invention contains the copper-containing particles of the present invention and a dispersion medium. Since the conductor-forming composition of the present invention contains the copper-containing particles of the present invention that are excellent in conductorizing ability at low temperatures, it can be made into a conductor at low temperatures. Examples of the conductor forming composition include conductive paints, conductive pastes, and conductive inks.

導体形成組成物に含まれる銅含有粒子の形状は特に制限されない。具体的には、球状、長粒状、扁平状、繊維状等を挙げることができ、銅含有粒子の用途にあわせて選択できる。導体形成組成物を印刷法に適用する場合は、銅含有粒子の形状は球状又は長粒状であることが好ましい。   The shape of the copper-containing particles contained in the conductor-forming composition is not particularly limited. Specific examples include a spherical shape, a long granular shape, a flat shape, a fibrous shape, and the like, which can be selected according to the use of the copper-containing particles. When the conductor-forming composition is applied to a printing method, the shape of the copper-containing particles is preferably spherical or long granular.

分散媒の種類は特に制限されず、導体形成組成物の用途に応じて一般に用いられる有機溶媒から選択でき、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。導体形成組成物を印刷法に適用する場合は、導体形成組成物の粘度コントロールの観点から、テルピネオール、イソボルニルシクロヘキサノール、ジヒドロターピネオール及びジヒドロターピネオールアセテートからなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。   The type of the dispersion medium is not particularly limited, and can be selected from organic solvents that are generally used according to the use of the conductor-forming composition, and can be used alone or in combination of two or more. When the conductor-forming composition is applied to the printing method, it contains at least one selected from the group consisting of terpineol, isobornylcyclohexanol, dihydroterpineol and dihydroterpineol acetate from the viewpoint of controlling the viscosity of the conductor-forming composition. It is preferable.

導体形成組成物の粘度は特に制限されず、導体形成組成物の使用方法に応じて選択できる。例えば、導体形成組成物をスクリーン印刷法に適用する場合は、粘度が0.1Pa・s〜30Pa・sであることが好ましく、1Pa・s〜30Pa・sであることがより好ましい。導体形成組成物をインクジェット印刷法に適用する場合は、使用するインクジェットヘッドの規格にもよるが、粘度が0.1mPa・s〜30mPa・sであることが好ましく、5mPa・s〜20mPa・sであることがより好ましい。   The viscosity of the conductor-forming composition is not particularly limited and can be selected according to the method of using the conductor-forming composition. For example, when the conductor-forming composition is applied to the screen printing method, the viscosity is preferably 0.1 Pa · s to 30 Pa · s, and more preferably 1 Pa · s to 30 Pa · s. When the conductor-forming composition is applied to the inkjet printing method, the viscosity is preferably 0.1 mPa · s to 30 mPa · s, although it depends on the standard of the inkjet head to be used, and is 5 mPa · s to 20 mPa · s. More preferably.

導体形成組成物は、必要に応じて銅含有粒子及び分散媒以外の成分を含んでもよい。このような成分としては、シランカップリング剤、高分子化合物、ラジカル開始剤、還元剤等が挙げられる。   The conductor-forming composition may contain components other than the copper-containing particles and the dispersion medium as necessary. Examples of such components include silane coupling agents, polymer compounds, radical initiators, reducing agents, and the like.

<導体の製造方法>
本発明の導体の製造方法は、本発明の導体形成組成物を加熱する工程(加熱工程)を有する。加熱工程では、導体形成組成物に含まれる銅含有粒子の表面の有機物を熱分解させ、かつ、銅含有粒子を融着させる。本発明の導体形成組成物は低温での導体化が可能であるため、200℃以下、好ましくは150℃以下の温度で加熱工程を行うことができる。
<Manufacturing method of conductor>
The manufacturing method of the conductor of this invention has the process (heating process) of heating the conductor formation composition of this invention. In the heating step, the organic matter on the surface of the copper-containing particles contained in the conductor-forming composition is thermally decomposed and the copper-containing particles are fused. Since the conductor-forming composition of the present invention can be made into a conductor at a low temperature, the heating step can be performed at a temperature of 200 ° C. or lower, preferably 150 ° C. or lower.

加熱工程が実施される雰囲気中の成分は特に制限されず、通常の導体の製造工程で用いられる窒素、アルゴン等から選択できる。また、水素、ギ酸等の還元性物質を、窒素等に飽和させた雰囲気中で加熱してもよい。加熱時の圧力は特に制限されないが、減圧とすることでより低温での導体化が促進される傾向にある。   The components in the atmosphere in which the heating process is performed are not particularly limited, and can be selected from nitrogen, argon, and the like used in a normal conductor manufacturing process. Further, a reducing substance such as hydrogen or formic acid may be heated in an atmosphere saturated with nitrogen or the like. The pressure during heating is not particularly limited, but by reducing the pressure, conductorization at a lower temperature tends to be promoted.

加熱工程は一定の昇温速度で行っても、不規則に変化させてもよい。加熱工程の時間は特に制限されず、加熱温度、加熱雰囲気、銅含有粒子の量等を考慮して選択できる。加熱方法は特に制限されず、熱板による加熱、赤外ヒータによる加熱、パルスレーザによる加熱等を挙げることができる。   The heating process may be performed at a constant rate of temperature rise or may be changed irregularly. The time for the heating step is not particularly limited, and can be selected in consideration of the heating temperature, the heating atmosphere, the amount of copper-containing particles, and the like. The heating method is not particularly limited, and examples thereof include heating with a hot plate, heating with an infrared heater, and heating with a pulse laser.

導体の製造方法は、必要に応じてその他の工程を有していてもよい。その他の工程としては、加熱工程前に導体形成組成物を基材に付与する工程、加熱工程前に導体形成組成物中の揮発成分の少なくとも一部を乾燥等により除去する工程、加熱工程後に還元雰囲気中で加熱により生成した酸化銅を還元する工程、加熱工程後に光焼成を行って残存成分を除去する工程、加熱工程後に得られた導体に対して荷重をかける工程等を挙げることができる。   The conductor manufacturing method may have other steps as necessary. Other steps include a step of applying the conductor-forming composition to the substrate before the heating step, a step of removing at least a part of the volatile components in the conductor-forming composition by the drying before the heating step, and a reduction after the heating step. Examples thereof include a step of reducing copper oxide generated by heating in an atmosphere, a step of performing light baking after the heating step to remove residual components, and a step of applying a load to the conductor obtained after the heating step.

<導体>
本発明の導体は、本発明の銅含有粒子が融着した構造を有する。導体の形状は特に制限されず、薄膜状、パターン状等を挙げることができる。本発明の導体は、種々の電子部品の配線、被膜等の形成に使用できる。特に、本発明の導体は低温で製造できるため、樹脂等の耐熱性の低い基材上に金属箔、配線パターン等を形成する用途に好適に用いられる。また、通電を目的としない装飾、印字等の用途にも好適に用いられる。
<Conductor>
The conductor of the present invention has a structure in which the copper-containing particles of the present invention are fused. The shape of the conductor is not particularly limited, and examples thereof include a thin film shape and a pattern shape. The conductor of the present invention can be used for forming wirings, coatings and the like for various electronic components. In particular, since the conductor of the present invention can be produced at a low temperature, it is suitably used for applications in which a metal foil, a wiring pattern or the like is formed on a substrate having low heat resistance such as a resin. Further, it is also suitably used for applications such as decoration and printing not intended for energization.

基材上に導体形成組成物を付与し、加熱して導体を形成する場合、基材の材質は特に制限されず、導電性を有していても有していなくてもよい。具体的には、Cu、Au、Pt、Pd、Ag、Zn、Ni、Co、Fe、Al、Sn等の金属、これら金属の合金、ITO、ZnO、SnO、Si等の半導体、ガラス、黒鉛、グラファイト等のカーボン材料、樹脂、紙、これらの組み合わせなどを挙げることができる。本発明の導体は低温での加熱で得られるため、特に、耐熱性が比較的低い材質からなる基材を用いる場合に好適に適用することができる。耐熱性が比較的低い材質としては、熱可塑性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。基材の形状は特に制限されず、板状、棒状、ロール状、フィルム状等であってよい。   When a conductor-forming composition is applied on a substrate and heated to form a conductor, the material of the substrate is not particularly limited and may or may not have conductivity. Specifically, metals such as Cu, Au, Pt, Pd, Ag, Zn, Ni, Co, Fe, Al, Sn, alloys of these metals, semiconductors such as ITO, ZnO, SnO, Si, glass, graphite, Examples thereof include carbon materials such as graphite, resin, paper, and combinations thereof. Since the conductor of the present invention can be obtained by heating at a low temperature, it can be suitably applied particularly when a substrate made of a material having relatively low heat resistance is used. A thermoplastic resin is mentioned as a material with comparatively low heat resistance. Examples of the thermoplastic resin include polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, and polymethylpentene, and polycarbonate resins. The shape of the substrate is not particularly limited, and may be a plate shape, a rod shape, a roll shape, a film shape, or the like.

導体の体積抵抗率は200μΩ・cm以下であることが好ましく、100μΩ・cm以下であることがより好ましく、50μΩ・cm以下であることが更に好ましく、25μΩ・cm以下であることが特に好ましい。   The volume resistivity of the conductor is preferably 200 μΩ · cm or less, more preferably 100 μΩ · cm or less, still more preferably 50 μΩ · cm or less, and particularly preferably 25 μΩ · cm or less.

本発明の導体は、種々の用途に用いることができる。具体的には、積層板、太陽電池パネル、ディスプレイ、トランジスタ、半導体パッケージ等の電子部品に使用される、電気配線、放熱膜、表面被覆膜等の部材として利用することができる。特に、本発明の装置に含まれる導体は樹脂等の基材上に形成できるため、フレキシブルな積層板、太陽電池パネル、ディスプレイ等の製造に好適である。   The conductor of the present invention can be used for various applications. Specifically, it can be used as a member such as an electric wiring, a heat dissipation film, or a surface coating film used for electronic parts such as a laminated plate, a solar cell panel, a display, a transistor, and a semiconductor package. In particular, since the conductor contained in the apparatus of the present invention can be formed on a substrate such as a resin, it is suitable for the production of flexible laminates, solar cell panels, displays and the like.

<装置>
本発明の装置は、本発明の導体を含む。装置の種類は特に制限されない。例えば、本発明の導体からなる配線、被膜等を有する積層板、太陽電池パネル、ディスプレイ、トランジスタ及び半導体パッケージ等の電子部品が挙げられる。また、これらの電子部品を内蔵する電子機器、家電、産業用機械、輸送用機械等も本発明の装置に含まれる。
<Device>
The apparatus of the present invention includes the conductor of the present invention. The type of device is not particularly limited. For example, electronic components such as a wiring board made of the conductor of the present invention, a laminate having a coating film, a solar battery panel, a display, a transistor, and a semiconductor package can be used. In addition, electronic devices, home appliances, industrial machines, transport machines, and the like that incorporate these electronic components are also included in the apparatus of the present invention.

以下、本発明について実施例をもとに説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated based on an Example, this invention is not limited to these Examples at all.

<実施例1>
[1.1]ノナン酸銅の合成
水酸化銅(関東化学株式会社、特級)91.5g(0.94mol)に1−プロパノール(関東化学株式会社、特級)150mLを加えて撹拌し、これにノナン酸(関東化学株式会社、90%以上)370.9g(2.34mol)を加えた。得られた混合物を、セパラブルフラスコ中で90℃、30分間加熱撹拌した。得られた溶液を加熱したままろ過して未溶解物を除去した。その後放冷し、生成したノナン酸銅を吸引ろ過し、洗浄液が透明になるまでヘキサンで洗浄した。得られた粉体を50℃の防爆オーブンで3時間乾燥してノナン酸銅(II)を得た。収量は340g(収率96質量%)であった。
<Example 1>
[1.1] Synthesis of copper nonanoate To 91.5 g (0.94 mol) of copper hydroxide (Kanto Chemical Co., Ltd., special grade), 150 mL of 1-propanol (Kanto Chemical Co., Ltd., special grade) was added and stirred. 370.9 g (2.34 mol) of nonanoic acid (Kanto Chemical Co., Inc., 90% or more) was added. The obtained mixture was heated and stirred at 90 ° C. for 30 minutes in a separable flask. The obtained solution was filtered while heated to remove undissolved substances. Thereafter, the mixture was allowed to cool, and the produced copper nonanoate was suction filtered and washed with hexane until the washing liquid became transparent. The obtained powder was dried in an explosion-proof oven at 50 ° C. for 3 hours to obtain copper (II) nonanoate. The yield was 340 g (yield 96 mass%).

[1.2]銅含有粒子(大径粒子)の合成
上記で得られたノナン酸銅(II)15.01g(0.040mol)と酢酸銅(II)無水物(関東化学株式会社、特級)7.21g(0.040mol)をセパラブルフラスコに入れ、1−プロパノール10mLとヘキシルアミン(東京化成工業株式会社、純度99%)32.1g(0.32mol)を添加し、オイルバス中で80℃で加熱撹拌して溶解させた。氷浴に移し、内温が5℃になるまで冷却した後、ヒドラジン一水和物(関東化学株式会社、特級)7.72mL(0.16mol)を1−プロパノール12mLに溶解させた溶液を脂肪酸銅の溶液に加え、氷浴中で撹拌した。なお、銅:ヘキシルアミンのモル比は1:4である。次いで、オイルバス中で90℃で加熱撹拌した。その際、発泡を伴う還元反応が進み、30分以内で反応が終了した。セパラブルフラスコの内壁が銅光沢を呈し、溶液が暗赤色に変化した。遠心分離を9000rpm(回転/分)で1分間実施して固体物を得た。固形物を更にヘキサン15mLで洗浄する工程を3回繰り返し、酸残渣を除去して、銅光沢を有する銅含有粒子の粉体を含む銅ケークAを得た。
[1.2] Synthesis of copper-containing particles (large diameter particles) 15.01 g (0.040 mol) of copper nonate (II) obtained above and copper (II) acetate anhydride (Kanto Chemical Co., Ltd., special grade) 7.21 g (0.040 mol) is put in a separable flask, 10 mL of 1-propanol and 32.1 g (0.32 mol) of hexylamine (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., purity 99%) are added, and 80 in an oil bath. It was heated and stirred at 0 ° C. to dissolve. After transferring to an ice bath and cooling to an internal temperature of 5 ° C., a solution obtained by dissolving 7.72 mL (0.16 mol) of hydrazine monohydrate (Kanto Chemical Co., Ltd., special grade) in 12 mL of 1-propanol Added to the copper solution and stirred in an ice bath. The molar ratio of copper: hexylamine is 1: 4. Subsequently, it heated and stirred at 90 degreeC in the oil bath. At that time, the reduction reaction accompanied with foaming proceeded, and the reaction was completed within 30 minutes. The inner wall of the separable flask had a copper luster and the solution turned dark red. Centrifugation was performed at 9000 rpm (rotation / min) for 1 minute to obtain a solid. The step of further washing the solid with 15 mL of hexane was repeated three times to remove the acid residue, thereby obtaining a copper cake A containing a powder of copper-containing particles having copper luster.

銅ケークA中の銅含有粒子を透過型電子顕微鏡(日本電子株式会社製、製品名:JEM−2100F)で観察したところ、無作為に選択される200個の銅含有粒子の長軸の平均値は150nmであり、長軸の長さが50nm以下である銅含有粒子の割合は30個%であり、長軸の長さが70nm以上である銅含有粒子の割合は60個%であり、最大径粒子の長軸の長さは200nmであり、アスペクト比の平均値は1.2であった。   When copper-containing particles in copper cake A were observed with a transmission electron microscope (manufactured by JEOL Ltd., product name: JEM-2100F), the average value of the major axes of 200 copper-containing particles randomly selected Is 150 nm, the proportion of copper-containing particles having a major axis length of 50 nm or less is 30%, the proportion of copper-containing particles having a major axis length of 70 nm or more is 60%, The long axis of the diameter particle was 200 nm, and the average aspect ratio was 1.2.

[1.3]銅含有粒子(小径粒子)の合成
発泡を伴う還元反応を10分以内で終了させた以外は上記[1.2]と同様にして、銅光沢を有する銅含有粒子の粉体を含む銅ケークBを得た。
[1.3] Synthesis of copper-containing particles (small-diameter particles) Powder of copper-containing particles having copper luster in the same manner as in [1.2] except that the reduction reaction with foaming was completed within 10 minutes. A copper cake B containing was obtained.

銅ケークB中の銅含有粒子を透過型電子顕微鏡(日本電子株式会社製、製品名:JEM−2100F)で観察したところ、無作為に選択される200個の銅含有粒子の長軸の平均値は20nmであり、長軸の長さが50nm以下である銅含有粒子の割合は90個%であり、長軸の長さが70nm以上である銅含有粒子の割合は5個%であり、最大径粒子の長軸の長さは80nmであり、アスペクト比の平均値は1.2であった。   When copper-containing particles in copper cake B were observed with a transmission electron microscope (manufactured by JEOL Ltd., product name: JEM-2100F), the average value of the major axes of 200 copper-containing particles randomly selected Is 20 nm, the proportion of copper-containing particles having a major axis length of 50 nm or less is 90%, the proportion of copper-containing particles having a major axis length of 70 nm or more is 5%, and the maximum The major axis length of the diameter particles was 80 nm, and the average aspect ratio was 1.2.

銅ケークA(30質量部)、銅ケークB(30質量部)テルピネオール(20質量部)、及びイソボルニルシクロヘキサノール(商品名:テルソルブMTPH、日本テルペン化学株式会社)(20質量部)を混合して導電性組成物を調製した。得られた導電性組成物をポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム上に塗布し、加熱して金属銅の薄膜を形成した。加熱は、圧力500Pa窒素雰囲気のオーブン内、140℃で60分間保持することによって行った。   Copper cake A (30 parts by mass), copper cake B (30 parts by mass) terpineol (20 parts by mass), and isobornylcyclohexanol (trade name: Tersolve MTPH, Nippon Terpene Chemical Co., Ltd.) (20 parts by mass) are mixed. Thus, a conductive composition was prepared. The obtained electroconductive composition was apply | coated on the polyethylene naphthalate (PEN) film, and it heated and formed the thin film of metallic copper. Heating was performed by holding at 140 ° C. for 60 minutes in an oven with a pressure of 500 Pa nitrogen atmosphere.

導電性組成物中の銅含有粒子を透過型電子顕微鏡(日本電子株式会社製、製品名:JEM−2100F)で観察したところ、無作為に選択される200個の銅含有粒子の長軸の平均値は85nmであり、長軸の長さが50nm以下である銅含有粒子の割合は60個%であり、長軸の長さが70nm以上である銅含有粒子の割合は33%であり、最大径粒子の長軸の長さは200nmであり、アスペクト比の平均値は1.2であった。   When the copper-containing particles in the conductive composition were observed with a transmission electron microscope (manufactured by JEOL Ltd., product name: JEM-2100F), the long axis average of 200 copper-containing particles randomly selected The value is 85 nm, the ratio of copper-containing particles having a major axis length of 50 nm or less is 60%, the ratio of copper-containing particles having a major axis length of 70 nm or more is 33%, and the maximum The long axis of the diameter particle was 200 nm, and the average aspect ratio was 1.2.

<比較例1>
前記銅ケークB(60質量部)、テルピネオール(20質量部)、及びイソボルニルシクロヘキサノール(商品名:テルソルブMTPH、日本テルペン化学株式会社)(20質量部)を混合して導電性組成物を調製した。得られた導電性組成物をポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム上に塗布し、加熱して金属銅の薄膜を形成した。加熱は、圧力500Pa窒素雰囲気のオーブン内、140℃で60分間保持することによって行った。
<Comparative Example 1>
The copper cake B (60 parts by mass), terpineol (20 parts by mass), and isobornylcyclohexanol (trade name: Tersolve MTPH, Nippon Terpene Chemical Co., Ltd.) (20 parts by mass) are mixed to obtain a conductive composition. Prepared. The obtained electroconductive composition was apply | coated on the polyethylene naphthalate (PEN) film, and it heated and formed the thin film of metallic copper. Heating was performed by holding at 140 ° C. for 60 minutes in an oven with a pressure of 500 Pa nitrogen atmosphere.

(評価)
各実施例、各比較例で得られた金属銅の薄膜の体積抵抗率を、4端針面抵抗測定器で測定した面抵抗値と、非接触表面・層断面形状計測システム(VertScan、株式会社菱化システム)で求めた膜厚とから計算した結果を、表1に示した。
(Evaluation)
The surface resistivity measured by a four-end needle surface resistance measuring instrument and the volume resistivity of the metallic copper thin film obtained in each example and each comparative example, and a non-contact surface / layer cross-sectional shape measurement system (VertScan, Inc.) Table 1 shows the results calculated from the film thickness obtained by Ryoka System.

<実施例2>
銅ケークA(10質量部)、銅ケークB(30質量部)テルピネオール(13.3質量部)、及びイソボルニルシクロヘキサノール(商品名:テルソルブMTPH、日本テルペン化学株式会社)(13.3質量部)を混合して導電性組成物を調製した。得られた導電性組成物をポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム上に塗布し、加熱して金属銅の薄膜を形成した。加熱は、圧力500Pa窒素雰囲気のオーブン内、140℃で60分間保持することによって行った。
<Example 2>
Copper cake A (10 parts by mass), copper cake B (30 parts by mass) terpineol (13.3 parts by mass), and isobornylcyclohexanol (trade name: Tersolve MTPH, Nippon Terpene Chemical Co., Ltd.) (13.3 parts by mass) Part) was mixed to prepare a conductive composition. The obtained electroconductive composition was apply | coated on the polyethylene naphthalate (PEN) film, and it heated and formed the thin film of metallic copper. Heating was performed by holding at 140 ° C. for 60 minutes in an oven with a pressure of 500 Pa nitrogen atmosphere.

導電性組成物中の銅含有粒子を透過型電子顕微鏡(日本電子株式会社製、製品名:JEM−2100F)で観察したところ、無作為に選択される200個の銅含有粒子の長軸の平均値は52nmであり、長軸の長さが50nm以下である銅含有粒子の割合は75個%であり、長軸の長さが70nm以上である銅含有粒子の割合は23%であり、最大径粒子の長軸の長さは200nmであり、アスペクト比の平均値は1.2であった。   When the copper-containing particles in the conductive composition were observed with a transmission electron microscope (manufactured by JEOL Ltd., product name: JEM-2100F), the long axis average of 200 copper-containing particles randomly selected The value is 52 nm, the ratio of copper-containing particles having a major axis length of 50 nm or less is 75%, the ratio of copper-containing particles having a major axis length of 70 nm or more is 23%, and the maximum The long axis of the diameter particle was 200 nm, and the average aspect ratio was 1.2.


以上より、本発明の導電性組成物によれば、150℃以下の低温処理によって導電性に優れる導体を形成できることが分かる。   From the above, it can be seen that according to the conductive composition of the present invention, a conductor having excellent conductivity can be formed by low-temperature treatment at 150 ° C. or lower.

Claims (9)

銅を含むコア粒子と、前記コア粒子の表面の少なくとも一部に存在する有機物と、を有し、長軸の長さが50nm以下である銅含有粒子の割合が80個%以下である銅含有粒子。   A copper-containing core particle containing copper and an organic substance present on at least a part of the surface of the core particle, wherein the ratio of copper-containing particles having a major axis length of 50 nm or less is 80% or less particle. 長軸の長さが70nm以上である銅含有粒子の割合が20個%以上である請求項1に記載の銅含有粒子。   The copper-containing particles according to claim 1, wherein the ratio of copper-containing particles having a major axis length of 70 nm or more is 20% or more. 長軸の長さの平均値が40nm以上である請求項1又は請求項2のいずれか1項に記載の銅含有粒子。   The average value of the length of a long axis is 40 nm or more, The copper content particle according to any one of claims 1 or 2. 長軸の長さの平均値が300nm以下である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の銅含有粒子。   The average value of the length of a long axis is 300 nm or less, The copper containing particle | grains of any one of Claims 1-3. 長軸の長さが5nm〜50nm以下である第一の銅含有粒子の少なくとも1個と、第一の銅含有粒子より長軸が長く、かつ、長軸の長さが30nm〜300nmである第二の銅含有粒子の少なくとも1個と、から形成される複合粒子を含む請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の銅含有粒子。   At least one first copper-containing particle having a major axis length of 5 nm to 50 nm or less, a major axis longer than the first copper-containing particle, and a major axis length of 30 nm to 300 nm. The copper-containing particle according to any one of claims 1 to 4, comprising composite particles formed from at least one of the two copper-containing particles. 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の銅含有粒子と、分散媒と、を含む導体形成組成物。   The conductor formation composition containing the copper containing particle | grains of any one of Claims 1-5, and a dispersion medium. 請求項6に記載の導体形成組成物を加熱する工程を有する導体の製造方法。   The manufacturing method of the conductor which has the process of heating the conductor formation composition of Claim 6. 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の銅含有粒子が融着した構造を有する導体。   A conductor having a structure in which the copper-containing particles according to claim 1 are fused. 請求項7に記載の導体を含む装置。   An apparatus comprising the conductor of claim 7.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2018131095A1 (en) * 2017-01-11 2018-07-19 日立化成株式会社 Copper paste for pressureless bonding, bonded body and semiconductor device
JP2021134361A (en) * 2020-02-21 2021-09-13 京セラ株式会社 Method for manufacturing copper particle, copper paste and semiconductor device

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003342621A (en) * 2002-05-27 2003-12-03 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Method for manufacturing copper powder and copper powder obtained thereby
JP2005240088A (en) * 2004-02-26 2005-09-08 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Copper fine-particle, method for producing same, and dispersion liquid of copper fine-particle
JP2006265585A (en) * 2005-03-22 2006-10-05 Dowa Mining Co Ltd Method for producing copper powder and copper powder
JP2007224420A (en) * 2006-02-24 2007-09-06 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Metal nanoparticle with core-shell structure and method for producing the same
JP2008024969A (en) * 2006-07-19 2008-02-07 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Nickel-coated copper fine particle and production method therefor, dispersion liquid using the same and production method therefor, and paste using the same
JP2008169474A (en) * 2006-12-13 2008-07-24 Tohoku Univ Copper powder having excellent dispersibility in liquid and corrosion resistance, and method for producing the same
JP2010018880A (en) * 2008-04-01 2010-01-28 Dowa Electronics Materials Co Ltd Copper powder for conductive paste, and method for producing the same
JP2010024526A (en) * 2008-07-23 2010-02-04 Tosoh Corp Copper particulate dispersion and production method therefor
JP2010077495A (en) * 2008-09-26 2010-04-08 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Silver-covered copper fine particle, dispersed liquid thereof and method for producing the same
JP2012126942A (en) * 2010-12-14 2012-07-05 Jx Nippon Mining & Metals Corp Fine spherical copper powder and method for producing the same
JP2013064191A (en) * 2011-08-30 2013-04-11 Fujifilm Corp Collagen peptide-coated copper nanoparticle, collagen peptide-coated copper nanoparticle dispersion, method for preparing collagen peptide-coated copper nanoparticle, conductive ink, method for preparing conductive film, and conductor wiring
JP2013072091A (en) * 2011-09-26 2013-04-22 Hitachi Cable Ltd Metal microparticle and method for producing the same, metal paste containing the metal microparticle, and metal coat made of the metal paste
JP2013091835A (en) * 2011-10-27 2013-05-16 Hitachi Ltd Sinterable bonding material using copper nanoparticle, method for producing the same, and method for bonding electronic component
JP2013133488A (en) * 2011-12-26 2013-07-08 Toyota Central R&D Labs Inc Metal nanoparticle and method for producing the same
JP2014221927A (en) * 2013-05-13 2014-11-27 国立大学法人東北大学 Copper fine particle and method for producing the same
JP2015021145A (en) * 2013-07-16 2015-02-02 Dowaエレクトロニクス株式会社 Silver-coated copper alloy powder and method for producing the same
JP2016014181A (en) * 2014-07-03 2016-01-28 株式会社ノリタケカンパニーリミテド Copper fine particle and method for producing the same

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003342621A (en) * 2002-05-27 2003-12-03 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Method for manufacturing copper powder and copper powder obtained thereby
JP2005240088A (en) * 2004-02-26 2005-09-08 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Copper fine-particle, method for producing same, and dispersion liquid of copper fine-particle
JP2006265585A (en) * 2005-03-22 2006-10-05 Dowa Mining Co Ltd Method for producing copper powder and copper powder
JP2007224420A (en) * 2006-02-24 2007-09-06 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Metal nanoparticle with core-shell structure and method for producing the same
JP2008024969A (en) * 2006-07-19 2008-02-07 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Nickel-coated copper fine particle and production method therefor, dispersion liquid using the same and production method therefor, and paste using the same
JP2008169474A (en) * 2006-12-13 2008-07-24 Tohoku Univ Copper powder having excellent dispersibility in liquid and corrosion resistance, and method for producing the same
JP2010018880A (en) * 2008-04-01 2010-01-28 Dowa Electronics Materials Co Ltd Copper powder for conductive paste, and method for producing the same
JP2010024526A (en) * 2008-07-23 2010-02-04 Tosoh Corp Copper particulate dispersion and production method therefor
JP2010077495A (en) * 2008-09-26 2010-04-08 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Silver-covered copper fine particle, dispersed liquid thereof and method for producing the same
JP2012126942A (en) * 2010-12-14 2012-07-05 Jx Nippon Mining & Metals Corp Fine spherical copper powder and method for producing the same
JP2013064191A (en) * 2011-08-30 2013-04-11 Fujifilm Corp Collagen peptide-coated copper nanoparticle, collagen peptide-coated copper nanoparticle dispersion, method for preparing collagen peptide-coated copper nanoparticle, conductive ink, method for preparing conductive film, and conductor wiring
JP2013072091A (en) * 2011-09-26 2013-04-22 Hitachi Cable Ltd Metal microparticle and method for producing the same, metal paste containing the metal microparticle, and metal coat made of the metal paste
JP2013091835A (en) * 2011-10-27 2013-05-16 Hitachi Ltd Sinterable bonding material using copper nanoparticle, method for producing the same, and method for bonding electronic component
JP2013133488A (en) * 2011-12-26 2013-07-08 Toyota Central R&D Labs Inc Metal nanoparticle and method for producing the same
JP2014221927A (en) * 2013-05-13 2014-11-27 国立大学法人東北大学 Copper fine particle and method for producing the same
JP2015021145A (en) * 2013-07-16 2015-02-02 Dowaエレクトロニクス株式会社 Silver-coated copper alloy powder and method for producing the same
JP2016014181A (en) * 2014-07-03 2016-01-28 株式会社ノリタケカンパニーリミテド Copper fine particle and method for producing the same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018131095A1 (en) * 2017-01-11 2018-07-19 日立化成株式会社 Copper paste for pressureless bonding, bonded body and semiconductor device
CN110167695A (en) * 2017-01-11 2019-08-23 日立化成株式会社 Engagement copper thickener, conjugant and semiconductor device without pressurization
JPWO2018131095A1 (en) * 2017-01-11 2019-11-07 日立化成株式会社 Non-pressure bonding copper paste, bonded body, and semiconductor device
JP2021134361A (en) * 2020-02-21 2021-09-13 京セラ株式会社 Method for manufacturing copper particle, copper paste and semiconductor device
JP7410742B2 (en) 2020-02-21 2024-01-10 京セラ株式会社 Copper particle manufacturing method, copper paste and semiconductor device

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